2020年工业气体整体市场规模超过1340亿美元,其中半导体制造所需的电子大宗气体(氮气、氢气、氧气、二氧化碳等)需求增长,主要由晶圆厂扩产带来的用量提升、先进制程对纯度要求的升级,以及国产替代政策驱动三大因素共同拉动。电子大宗气体在半导体工艺中承担环境气、保护气与载体功能,其增长与芯片制造的产能扩张和工艺进步深度绑定。
晶圆厂新建与扩产:用量的直接拉动
半导体制造过程中使用的气体超过100种,其中大宗气体与特种气体的用量约各占一半。电子大宗气体作为氮气、氢气等基础气体,在晶圆制造中属于持续消耗且用量庞大的基础物料——无论是新建晶圆厂还是现有产线扩产,都需要配套大宗气体的稳定供应,产线稼动率提升会直接带动气体用量的同步增长。晶圆厂从建设到量产,电子大宗气体的供应通常以现场制气或长期供气合同绑定,因此产能扩张对气体需求的拉动具有长期性和持续性。
制程升级:纯度要求的价值提升
电子大宗气体虽然以“大宗”命名,但在半导体场景下对纯度的要求远高于普通工业气体。随着芯片制程不断向先进节点推进,对气体纯度的要求持续走高——进入纳米时代后气体纯度至少需达到5N(99.999%),而先进制程更要求6N(99.9999%)以上。气体纯度直接影响芯片的技术指标与良率,制程越先进,对氮气、氢气等大宗气体的纯度要求越苛刻,对应的提纯工艺与供应体系复杂度也更高,这为具备高纯气体供应能力的厂商带来了单位价值量的提升空间。
国产替代:本土市场的结构性机遇
在国内政策支持与成本优势下,国产电子气体实现蓬勃发展,多家企业在不同单品上取得突破。但与国际巨头相比,国内气体公司在终端认证方面仍有差距——全球电子特气市场由美国空气化工、法国液化空气、日本大阳日酸、德国林德集团等少数国际厂商主导,国内大部分气体公司因缺乏终端晶圆厂认证,只能为国际大厂代工。获得认证的国产厂商较少,意味着通过终端客户认证的本土企业将在国产替代进程中占据更有利位置,这一逻辑同样适用于电子大宗气体领域的本土供应商。
常见问题
电子大宗气体与电子特气有什么区别?
电子大宗气体主要是氮气、氢气、氧气、二氧化碳等纯净气体,功能是作为反应气体参与化学反应,或作为保护气体用于高温烘烤、清洗环节;电子特气则以化合物气体为主,直接参与芯片制造中的化学反应。两者在半导体制造中的用量约各占一半。
工业气体1340亿美元的市场规模中,电子大宗气体占多少?
2020年工业气体整体市场规模超过1340亿美元,其中大宗气体是主要市场并已实现自主化。电子特气属于其中较小众的部分,2020年半导体特种气体市场规模约45亿美元,在工业气体中占比不到4%。电子大宗气体虽无单独拆分数据,但作为半导体制造的基础耗材,其需求增速与晶圆厂扩产节奏高度相关。
纯度要求提升对电子大宗气体意味着什么?
半导体级大宗气体纯度要求远高于普通工业气体,纳米级制程需达到5N以上,先进制程则要求6N以上。纯度直接影响芯片良率,因此制程越先进,对气体供应商的提纯能力和品质稳定性要求越高,能够稳定供应高纯大宗气体的厂商将获得更强的客户粘性。